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科学家成功合成铹的第14个同位素******

　　超镄新核素铹-251不仅是近20年来科研人员首次直接合成的铹的新同位素，也是迄今为止合成的中子数N为148的最重同中子异位素。铹-251具有α衰变性，可以发射出两个不同能量的α粒子。

　　超重元素的合成及其结构研究是当前原子核物理研究的一个重要前沿领域。铹是可供合成并进行研究的一种超镄元素，引起了人们极大的兴趣。

　　近日，科研人员利用美国阿贡国家实验室充气谱仪（AGFA）成功合成了超镄新核素铹-251。相关成果发表于核物理学领域期刊《物理评论C》。

　　此次合成铹的新同位素，运用了什么技术方法？合成得到的铹-251，具有什么基本特征？合成的铹-251对于物理、化学等学科的研究来说具有什么意义？针对上述问题，记者采访了这一工作的主要完成人之一，中国科学院近代物理研究所副研究员黄天衡。

　　不断进行探索，再次合成铹同位素

　　铹的化学符号为Lr，原子序数为103，是第11个超铀元素，也是最后一个锕系元素。“一般来说，原子序数大于铹的元素被称为超重元素。”黄天衡介绍。

　　质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素。同一种元素的同位素在化学元素周期表中占有同一个位置，同位素这个名词也因此而得名。

　　103号元素由阿伯特·吉奥索等科研人员于1961年首次合成。为纪念著名物理学家欧内斯特·劳伦斯，103号元素被命名为铹。锕系元素是元素周期表ⅢB族中原子序数为89—103的15种化学元素的统称，其中，铹元素在锕系元素中排名最后。

　　截至目前，科研人员们共合成了铹的14个同位素，质量数分别为251—262、264、266。目前合成的铹的14个同位素中，铹-251至铹-262是在实验中通过熔合反应直接合成的，铹-264和铹-266则是将原子序数更高的核素通过衰变生成的。

　　目前，铹的化学研究中最常使用的同位素是铹-256和铹-260。科研人员通过化学实验证实铹为镥的较重同系物，具有+3氧化态，可以被归类为元素周期表第七周期中的首个过渡金属元素。由于铹的电子组态与镥并不相同，铹在元素周期表中的位置可能比预期的更具有波动性。在核结构研究方面，受限于合成截面等原因，目前的研究仅集中在铹-255上。然而即使是铹-255，其结构能级的指认目前也还存有争议。

　　通过熔合反应，形成新的原子核

　　铹和其他原子序数大于100的超镄元素一样，无法通过中子捕获生成。目前铹只能在重离子加速器中通过熔合反应合成。由于原子核都具有正电荷而会相互排斥，因此，只有当两个原子核的距离足够近的时候，强核力才能克服上述排斥并发生熔合。粒子束需要通过重离子加速器进行加速。在轰击作为靶的原子核时，粒子束的速度必须足够大，以克服原子核之间的排斥力。

　　“仅仅靠得足够近，还不足以使两个原子核发生熔合。两个原子核更可能会在极短的时间内发生裂变，而非形成单独的原子核。”黄天衡介绍，如果这两个原子核在相互靠近的时候没有发生裂变，而是熔合形成了一个新的原子核，此时新产生的原子核就会处于非常不稳定的激发态。为了达到更稳定的状态，新产生的原子核可能会直接裂变，或放出一些带有激发能量的粒子，从而产生稳定的原子核。

　　在此次实验中，科研人员利用美国阿贡国家实验室ATLAS直线加速器提供的钛-50束流轰击铊-203靶，通过熔合反应合成了目标核铹-251。这个新的原子核产生后，会和其他反应产物一起被传输到充气谱仪（AGFA）中。在充气谱仪（AGFA）中，铹-251会被电磁分离出来，并注入到半导体探测器中。探测器会对这个新原子核注入的位置、能量和时间进行标记。

　　“如果这个原子核接下来又发生了一系列衰变，这些衰变的位置、能量和时间将再次被记录下来，直至产生了一个已知的原子核。该原子核可以由其所发生的衰变的特定特征来识别。”黄天衡说。根据这个已知的原子核以及之前所经历的系列连续衰变的过程，科研人员可以鉴别注入探测器的原始产物是什么。

　　超镄新核素铹-251不仅是近20年来科研人员首次直接合成的铹的新同位素，也是迄今为止合成的中子数N为148的最重同中子异位素（具有相同中子数的核素），还是利用充气谱仪（AGFA）合成的首个新核素。目前的实验结果表明，铹-251具有α衰变性，可以发射出两个不同能量的α粒子。

　　拓展新的领域，推动超重核理论研究

　　由于形变，若干决定超重核稳定岛位置的关键轨道能级会降低到质子数Z约等于100、中子数N约等于152核区的费米面附近。对于这一核区的谱学研究可以对现有描述稳定岛的各个理论模型进行严格检验,从而进一步了解超重核稳定岛的相关性质。由于上述原因，对于这一核区的谱学研究是当下探索超重核结构性质的热点课题。

　　此前的理论模型均无法准确地描述这一核区铹的质子能级演化，相关的实验数据十分有限。“本次实验的初衷为把铹的结构研究进一步拓展到丰质子区，尝试开展系统性的研究。”黄天衡表示。

　　研究结果表明，形成超重核稳定岛的关键质子能级在铹的丰质子同位素中存在能级反转现象。此外，研究人员还通过推转壳模型下粒子数守恒方法（PNC-CSM）较好地描述了这一现象，并指出了ε_6形变在这一核区的质子能级演化中起到的重要作用。

　　“此次研究指出了ε_6形变在铹的丰质子核区的质子能级演化中起到的重要的作用，对现有的理论研究提出了新的挑战，将推动超重核领域相关理论研究的发展。”黄天衡说。（记者颉满斌）

长江江豚“保姆”：守护“水中大熊猫”健康成长******

　　(新春见闻)长江江豚“保姆”：守护“水中大熊猫”健康成长

　　中新社武汉2月1日电 题：长江江豚“保姆”：守护“水中大熊猫”健康成长

　　中新社记者 马芙蓉

　　春节假期，长江江豚饲养员邓正宇只休了3天便返回岗位。“江豚对水位、水温、声音等变化极为敏感，需要人24小时守护。”邓正宇近日介绍说，照料江豚“饮食起居”，不敢有丝毫马虎。

　　长江江豚是全球唯一江豚淡水亚种、中国国家一级重点保护野生动物，被称为“水中大熊猫”。2017年长江江豚生态科学考察结果显示，其种群数量约1012头，状况极度濒危。

　　自20世纪80年代起，中国逐步探索建立了就地保护、迁地保护、人工饲养繁育三大长江江豚保护策略。其中，人工饲养繁育旨在通过开展长江豚类繁殖生物学、生理生态学、生物声学及遗传学等基础生物学研究，为就地保护、迁地保护提供技术支撑。

　　邓正宇所任职的中国科学院水生生物研究所白鱀豚馆，是中国唯一专门用于淡水鲸类饲养保育、技术研究和公众科教的饲养场馆。目前，这里生活着7头长江江豚，其中4头是在全人工环境下繁育，包括16岁的雄性江豚“淘淘”及“淘淘”的儿子“汉宝”、女儿“F9C22”。

　　据邓正宇介绍，白鱀豚馆现有4名专职饲养员，每人固定照料1至2头江豚，日常工作包括清污、喂食、检查江豚身体状况、训练江豚配合科研采样等，其中保证江豚健康是重中之重。

　　“它们不会说话，无法直接告诉你哪里不舒服。”邓正宇介绍说，一头成年江豚每天要吃4至5餐鱼，一餐进食约1公斤、用时大概10至15分钟。饲养员每天要检查江豚体表，监测其摄食量、摄食时间，据此判断其精神状态和健康状况。

　　邓正宇一直负责照顾江豚“洋洋”。“洋洋”是一头从江西鄱阳湖迁入白鱀豚馆的雌性江豚。2020年6月，“洋洋”诞下“汉宝”后，邓正宇承担起照顾“母子俩”的重任。

　　长江江豚妊娠期大约12个月，从“洋洋”怀孕到生产，邓正宇每日观察记录“洋洋”孕期状况，为它准备可口“饭菜”，喂食叶酸片和维生素片，定期采集B超影像，生怕有任何闪失。“汉宝”出生后，邓正宇把它当自己孩子一样，悉心照顾。

　　朝夕相处中，江豚与饲养员建立了亲密、信任关系。记者采访中看到，当邓正宇出现在水池边，“洋洋”与“汉宝”便快速游过来，任凭邓正宇抚摸它们的头、牙齿。邓正宇在水池边走动时，“洋洋”与“汉宝”也追着他在水中起伏。

　　成为饲养员这些年，邓正宇见证了人工饲养繁育江豚家族的不断壮大。“新的一年，希望江豚健康成长，也希望人工饲养繁育研究能取得更多突破。”他说。

　　记者从中科院水生所获悉，通过人工饲养繁育研究，该所科研人员已摸清江豚生物学特征、繁殖生理学及规律。接下来，将继续深入开展精子生物学、排卵监测、人工授精技术等研究，更加全面系统掌握江豚繁育生存机制。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）